JP5867519B2

JP5867519B2 - 車両

Info

Publication number: JP5867519B2
Application number: JP2014004901A
Authority: JP
Inventors: 義明鶴田; 正幸馬場
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-01-15
Filing date: 2014-01-15
Publication date: 2016-02-24
Anticipated expiration: 2034-01-15
Also published as: EP3094893A1; US20160325747A1; CN105917147B; KR101723355B1; CA2936161A1; WO2015107381A1; EP3094893B1; CA2936161C; CN105917147A; JP2015132230A; KR20160095101A; US9988052B2

Description

本発明は、車両に関し、特に、無段変速装置を備えたハイブリッド車両に関する。

特開２００２−２４３０３１号公報（特許文献１）には、自動変速機の変速制御装置が開示されている。この制御装置は、スロットル開度と車速により決まる運転点により変速目標値を求め、自動変速機の変速比を制御する無段変速比制御を実行する。

特開２００２−２４３０３１号公報特開２００７−０１００４５号公報特開２０１２−１８００９０号公報

無段変速機を備える車両において、制御スロットル開度が所定値以上か否かに応じて固定変速比制御を行なうか最適燃費制御を行なうかを判断する技術が検討されている。

また、ドライバのアクセル操作量に対する制御スロットル開度の関係が、たとえばパワーモードやエコモードなど、複数のモードが存在し、ドライバによってモードの切り替えが可能である車両の制御技術も知られている。

これらの制御を組み合わせて実行する車両を検討する。ドライバによってモードが切り替えられるとアクセル操作量に対する制御スロットル開度の関係が切り替わる。すると、ドライバがアクセル操作量を変更していないにもかかわらず、モード切替操作によって制御スロットル開度が変化し所定のしきい値を跨ぐことによって、固定変速比制御と最適燃費制御との間で制御が切り替わる場合がある。

この時に、固定変速比制御のエンジン回転速度と最適燃費制御のエンジン回転速度とが乖離している状態で固定変速比制御と最適燃費制御との間で制御が切り替わると、エンジン回転速度が変動してドライバに違和感を与える可能性がある。

この発明の目的は、モード切替操作時にドライバに違和感を与えることが抑制された車両を提供することである。

（１）この発明は、要約すると、エンジンとモータとの少なくともいずれかの動力を用いて走行可能な車両であって、エンジンと駆動輪との間に設けられた無段変速装置と、エンジン、モータおよび無段変速装置を制御する制御装置とを備える。制御装置は、ドライバのアクセル開度と制御アクセル開度との対応関係が異なる複数の動作モードのいずれかをドライバの要求に応じて選択する。制御装置は、制御アクセル開度がしきい値を超えた場合に、車速上昇および加速要求があった時点からの時間経過の少なくとも一方に伴ってエンジンの回転速度を増加させる回転数上昇制御を行なう。制御装置は、動作モードが変更されたことに応じて制御アクセル開度がしきい値を跨ぐように変化した場合には、動作モードの変更によるエンジンの回転速度の変化を抑制するようにエンジンを制御する。

このような構成によれば、回転数上昇制御を実行可能な車両においてドライバがモード切替操作を行った際にエンジン回転速度が急変するような違和感を与えることが抑制される。

（２）好ましくは、制御装置は、制御アクセル開度がしきい値を超えない場合に、回転数上昇制御よりも燃費の改善を重視した燃費優先エンジン制御を実行する。制御装置は、動作モードが変更されたことに応じて制御アクセル開度がしきい値を跨ぐように変化した場合には、回転数上昇制御と燃費優先エンジン制御との間の制御の切替を保留し、回転数上昇制御によって決定されるエンジン回転速度と燃費優先エンジン制御によって決定されるエンジン回転速度とが一致した場合に制御の切替を実行する。

このような構成によれば、回転数上昇制御を実行可能な車両においてドライバがモード切替操作を行った際にエンジン回転速度が急変しないような状態となってから切替が行なわれるので、モード切替を行なっても、エンジン回転速度を滑らかに変化させることが可能となる。すなわち、ドライバに違和感を与えることなく、回転数上昇制御と燃費優先エンジン制御との制御の切替を行なうことができる。

（３）より好ましくは、複数の動作モードは、燃費を優先するモードを含む。制御装置は、回転数上昇制御実行中のエンジン回転速度が燃費優先エンジン制御によって決定されるエンジン回転速度よりも小さい状態で、動作モードが燃費を優先するモードに変更されたことに応じて制御アクセル開度がしきい値を跨ぐように変化した場合には、エンジンの回転速度の指令値として回転数上昇制御によって決定されるエンジン回転速度を選択する。

燃費を優先するモードは、たとえば、パワーモードと比べた際のノーマルモードおよびエコモードが該当し、ノーマルモードと比べた際のエコモードが該当する。このような構成によれば、ドライバの燃費を優先するモードへのモード切替に伴ってエンジン回転速度が急に増加する可能性がある場合に、エンジン回転速度の変化を抑制し、ドライバに違和感を与えないようにすることができる。

（４）より好ましくは、複数の動作モードは、燃費を優先するモードを含み、制御装置は、燃費優先エンジン制御を実行中のエンジン回転速度が回転数上昇制御によって決定されるエンジン回転速度よりも大きい状態で、燃費を優先するモードが解除されたことに応じて制御アクセル開度がしきい値を跨ぐように変化した場合には、エンジンの回転速度の指令値として燃費優先エンジン制御によって決定されるエンジン回転速度を選択する。

燃費を優先するモードは、たとえば、パワーモードと比べた際のノーマルモードおよびエコモードが該当し、ノーマルモードと比べた際のエコモードが該当する。このような構成によれば、ドライバの燃費を優先するモードを解除するモード切替に伴ってエンジン回転速度が急に減少する可能性がある場合にエンジン回転速度の変化を抑制し、ドライバに違和感を与えないようにすることができる。

本発明によれば、回転数上昇制御を実行可能な車両においてドライバがモード切替操作を行った際に違和感を与えることが抑制される。

本実施の形態による車両１の全体構成を示す図である。最適燃費制御と加速感演出制御について説明するための波形図である。ＥＣＵ２００が車両駆動力を制御する場合に実行する処理の流れを示すフローチャートである。図３のステップＳ１の処理の詳細を示すフローチャートである。図３のステップＳ２の処理の一部（回転速度ＮＥｅｆを算出する部分：ステップＳ２Ａと称する）の詳細を示すフローチャートである。最適燃費制御による最適燃費回転速度ＮＥｅｆおよび最適燃費トルクＴＥｅｆの算出手法を模式的に示す図である。図３のステップＳ２の処理の他の一部（回転速度ＮＥａｃを算出する部分：ステップＳ２Ｂと称する）の詳細を示すフローチャートである。加速感演出制御による指令エンジン回転速度ＮＥａｃおよび指令エンジントルクＴＥａｃの設定手法を模式的に示す図である。ステップＳ３の処理の一部（加速感演出制御が実行中）を説明するためのフローチャートである。モード切替スイッチの操作によって、制御アクセル開度がしきい値を超えて変化し、加速感演出制御が解除される状態を説明するための図である。エコスイッチによってエコモードに設定された場合のエンジン回転速度の変化を説明するための波形図である。パワースイッチによってパワーモードが設定解除された場合のエンジン回転速度の変化を説明するための波形図である。ステップＳ３の処理の他の一部（加速感演出制御が非実行中）を説明するためのフローチャートである。モード切替スイッチの操作によって、制御アクセル開度がしきい値を超えて変化し、加速感演出制御が実行される状態を説明するための図である。パワースイッチによってパワーモードに設定された場合のエンジン回転速度の変化を説明するための波形図である。図３のステップＳ４の処理の詳細を示すフローチャートである。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

本明細書において「電力」という用語は、狭義の電力（仕事率）を意味する場合と、広義の電力である電力量（仕事量）または電気エネルギを意味する場合とがあり、その用語が使用される状況に応じて弾力的に解釈される。

＜車両の全体構成＞
図１は、本実施の形態による車両１の全体構成を示す図である。車両１は、エンジン１０と、駆動軸１６と、第１モータジェネレータ（以下「第１モータ」という）２０と、第２モータジェネレータ（以下「第２モータ」という）３０と、動力分割装置４０と、減速機５８と、ＰＣＵ（Power Control Unit）６０と、バッテリ７０と、駆動輪８０と、エコスイッチ２０１と、パワースイッチ２０２と、アクセル開度センサ２０３と、車速センサ３と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２００とを含む。

この車両１は、エンジン１０および第２モータ３０の少なくとも一方の動力によって走行可能なハイブリッド車両である。

エンジン１０が発生する動力は、動力分割装置４０によって、駆動軸１６（駆動輪８０）へ伝達される経路と第１モータ２０へ伝達される経路とに分割される。

第１モータ２０および第２モータ３０は、ＰＣＵ６０によって駆動される三相交流回転電機である。第１モータ２０は、動力分割装置４０によって分割されたエンジン１０の動力を用いて発電可能である。第２モータ３０は、バッテリ７０に蓄えられた電力および第１モータ２０により発電された電力の少なくともいずれか一方を用いて動力を発生可能である。第２モータ３０が発生する動力は駆動軸１６を介して駆動輪８０へ伝達される。また、第２モータ３０は、駆動軸１６の回転エネルギを用いて発電することによって回生ブレーキとしても機能する。第２モータ３０により発電された電力はＰＣＵ６０を経由してバッテリ７０に充電される。

動力分割装置４０は、サンギヤ、リングギヤ、ピニオンギヤ、およびキャリアを含む遊星歯車機構である。サンギヤは第１モータ２０に連結される。リングギヤは駆動軸１６を介して第２モータ３０および駆動輪８０に連結される。ピニオンギヤはサンギヤおよびリングギヤの各々と噛み合う。キャリアは、ピニオンギヤを自転可能に支持するとともに、エンジン１０のクランク軸に連結される。

エンジン１０、第１モータ２０および第２モータ３０が遊星歯車からなる動力分割装置４０を介して連結されることで、エンジン回転速度ＮＥ、第１モータ回転速度ＮＭ１および第２モータ回転速度ＮＭ２は、動力分割装置４０の共線図において直線で結ばれる関係（いずれか２つの値が決まれば残りの１つの値も一義的に決まる関係）になる。

たとえば、第１モータ回転速度ＮＭ１と第２モータ回転速度ＮＭ２とが決まれば、残りのエンジン回転速度ＮＥは一義的に決まる。言い換えれば、第２モータ回転速度ＮＭ２が一定であっても、第１モータ回転速度ＮＭ１を調整することによってエンジン回転速度ＮＥを自由に変更することができる。ここで、第２モータ３０は駆動輪８０に連結されているため、第２モータ回転速度ＮＭ２は車速Ｖに応じた値となる。したがって、車速Ｖに対するエンジン回転速度ＮＥの比は、第１モータ回転速度ＮＭ１を調整することによって無段階に切り替えることができる。つまり、車両１において、第１モータ２０および動力分割装置４０は、車速Ｖに対するエンジン回転速度ＮＥの比を無段階に切り替えることができる電気式の無段変速装置として機能する。なお、本発明が適用可能な車両は、電気式の無段変速装置を備えた車両に限定されず、機械式（たとえばベルト式）の無段変速機を備えた車両にも適用可能である。

ＰＣＵ６０は、ＥＣＵ２００からの制御信号に基づいて、バッテリ７０、第１モータ２０および第２モータ３０の間で電力変換を行なう電力変換装置である。

バッテリ７０は、たとえば、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池等を含んで構成される二次電池である。バッテリ７０の電圧は、たとえば２００Ｖ程度である。バッテリ７０は、上述したように第１モータ２０および／または第２モータ３０により発電された電力を用いて充電される。なお、バッテリ７０は、第１モータ２０および第２モータ３０との間で電力を入出力可能な蓄電装置であればよく、たとえば大容量キャパシタに変更してもよい。

アクセル開度センサ２０３は、アクセル開度Ａ（ユーザによるアクセルペダル操作量）を検出し、検出結果をＥＣＵ２００に送信する。車速センサ３は、車速Ｖ（車輪速を使用可能、なお、第２モータ回転速度ＮＭ２などでもよい）を検出し、検出結果をＥＣＵ２００に送信する。エコスイッチ２０１、パワースイッチ２０２は、アクセル開度Ａと制御アクセル開度の関係を後に図１０で説明するように切り替える指示をＥＣＵ２００に送信する。

さらに、図示していないが、車両１には、エンジン回転速度ＮＥ、第１モータ回転速度ＮＭ１、第２モータ回転速度ＮＭ２、第２モータ３０の温度、バッテリ７０の状態（電流、電圧、温度）など、車両１を制御するために必要なさまざまな物理量を検出するための複数のセンサが設けられる。これらのセンサは、検出結果をＥＣＵ２００に送信する。

ＥＣＵ２００は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）およびメモリを内蔵した電子制御ユニットである。ＥＣＵ２００は、各センサからの情報およびメモリに記憶された情報に基づいて所定の演算処理を実行し、演算結果に基づいて車両１の各機器を制御する。ＥＣＵ２００は、エンジン１０およびＰＣＵ６０等を制御することによって、車両駆動力を制御する。

＜最適燃費制御と加速感演出制御の説明＞
ハイブリッド車両では、燃費向上のために、エンジンが効率の良い運転点で動作するように制御される。このように制御すると、エンジン回転速度は、ユーザのアクセルペダル操作、車速の増加およびアクセル踏み込み時間の経過にはあまり敏感に反応しない。ユーザの好みはさまざまであるので、車両の運転に加速感を求めたいユーザもいる。

無段変速装置を備えたハイブリッド車両においては、ユーザによる加速要求時に、車速の上昇に応じてエンジン回転速度を増加させることによって加速感を演出する（ユーザに加速感を感じさせる）ことができる。このような制御を本明細書では、回転数上昇制御または加速感演出制御と称する。このような加速感の演出によってエンジンの出力が車両要求パワーに対して不足あるいは超過したときには、その過不足をなくすようにモータの出力（モータの力行パワーあるいは回生パワー）を調整することができる。

図２は、最適燃費制御と加速感演出制御について説明するための波形図である。図２では、縦軸にはエンジン回転速度ＮＥが示され、横軸には経過時間が示される。また、破線で最適燃費制御が実行された場合のエンジン回転速度ＮＥｅｆが示され、実線では、加速感演出制御が実行された場合のエンジン回転速度ＮＥａｃが示される。

時刻ｔ１において、アクセルペダルの操作量がしきい値を超えたことに応じてエンジン回転数が上昇する。このとき、加速感演出制御が実行されると、エンジン回転速度ＮＥａｃが時間の経過とともに増加するが、エンジン回転速度ＮＥｅｆに比べて増加率が大きくなるように制御される。

これにより、ユーザは、エンジン音が変化することを感じやすくなり、車速や時間の経過に伴い加速感をより多く感じることができる。

加速感演出制御を行なうと、エンジンの回転速度ＮＥａｃが車両要求パワーをエンジンが最も効率よく出力可能な最適燃費回転速度ＮＥｅｆから乖離する。そこで、エンジンの出力の過不足分がモータの出力によって補正される。

時刻ｔ１〜ｔ２の間は、エンジンの出力が不足するので、モータの出力によって不足分が補われるため、バッテリからの放電が多くなる。一方、時刻ｔ２〜ｔ３の間は、エンジンの出力の過剰分がモータによって回生されバッテリに充電が行なわれる。

＜車両駆動力の制御＞
図３は、ＥＣＵ２００が車両駆動力を制御する場合に実行する処理の流れを示すフローチャートである。このフローチャートは、予め定められた演算周期ΔＴで繰り返し実行される。

まず、ステップＳ１において、車両要求パワーの算出処理が実行される。そして、ステップＳ２においてエンジン回転速度指令値候補を算出する処理が行なわれる。エンジン回転速度指令値候補としては、最適燃費制御実行時の回転速度ＮＥｅｆと加速感演出制御実行時の回転速度ＮＥａｃとが算出される。

続いて、ステップＳ３において、エンジン回転速度決定処理が実行される。ステップＳ３では、回転速度ＮＥｅｆと回転速度ＮＥａｃのいずれか一方が選択される。

最後に、ステップＳ４において、ステップＳ３で決定されたエンジン回転速度に対応するモータ制御指令値を算出する処理が実行される。

図４は、図３のステップＳ１の処理の詳細を示すフローチャートである。図１、図４を参照して、ステップＳ１０にて、ＥＣＵ２００は、制御アクセル開度Ａおよび車速Ｖに基づいて、ユーザが要求する車両駆動力（以下「ユーザ要求パワー」という）Ｐｒｅｑを算出する。

続いて、ステップＳ１１にて、ＥＣＵ２００は、バッテリ７０の蓄電量（以下「バッテリＳＯＣ」ともいう）に基づいて、バッテリ７０の充電あるいは放電に必要なパワー（以下「バッテリ要求パワー」という）ＰＢｒｅｑを算出する。なお、本実施の形態では、バッテリ要求パワーＰＢｒｅｑは、バッテリ７０を充電する必要がある場合に正の値となり、バッテリ７０から放電する必要がある場合に負の値となるものとする。バッテリＳＯＣは、バッテリ７０の状態に基づいてＥＣＵ２００によって算出される。

ステップＳ１２にて、ＥＣＵ２００は、ユーザ要求パワーＰｒｅｑとバッテリ要求パワーＰＢｒｅｑとの合計（車両１に要求されているトータルパワー、すなわち「車両要求パワー」）を、エンジン要求パワーＰＥｒｅｑに設定する。その後、ステップＳ１３において制御が図３のフローチャートに戻される。

そしてステップＳ２の処理が実行される。ステップＳ２では、エンジン回転速度指令値候補として、最適燃費制御実行時の回転速度ＮＥｅｆと加速感演出制御実行時の回転速度ＮＥａｃとが算出される。

図５は、図３のステップＳ２の処理の一部（回転速度ＮＥｅｆを算出する部分：ステップＳ２Ａと称する）の詳細を示すフローチャートである。

図１、図５を参照して、ＥＣＵ２００は、指令エンジン動作点をステップＳ５０に示す最適燃費制御によって設定する。本実施の形態において、最適燃費制御とは、エンジン１０が最も効率よくエンジン要求パワーＰＥｒｅｑを出力するように指令エンジン動作点を設定する処理である。

具体的には、ＥＣＵ２００は、エンジン要求パワーＰＥｒｅｑと燃費ラインとを用いて最適エンジン動作点（最適燃費回転速度ＮＥｅｆおよび最適燃費トルクＴＥｅｆ）を算出する。

図６は、最適燃費制御による最適燃費回転速度ＮＥｅｆおよび最適燃費トルクＴＥｅｆの算出手法を模式的に示す図である。図６に示される燃費ラインは、エンジン回転速度ＮＥおよびエンジントルクＴＥをパラメータとしてエンジン１０が最も効率よく（すなわち最適な燃費で）運転可能な動作点を繋ぎ合わせた動作ラインである。横軸をエンジン回転速度ＮＥとし、縦軸をエンジントルクＴＥとすると、燃費ラインは図６に示すような曲線となる。一方、エンジンパワーＰＥはエンジン回転速度ＮＥとエンジントルクＴＥとの積である（ＰＥ＝ＮＥ×ＴＥである）ことから、ＰＥ＝ＰＥｒｅｑ（一定）となる曲線は、図６に示すような反比例曲線で示される。

ＥＣＵ２００は、燃費ラインを示す曲線とＰＥ＝ＰＥｒｅｑを示す反比例曲線との交点から、最適燃費回転速度ＮＥｅｆおよび最適燃費トルクＴＥｅｆを算出する。このように算出された最適燃費回転速度ＮＥｅｆおよび最適燃費トルクＴＥｅｆを指令エンジン動作点に設定することによって、エンジン１０は最も効率よくエンジン要求パワーＰＥｒｅｑを出力することができる。

図７は、図３のステップＳ２の処理の他の一部（回転速度ＮＥａｃを算出する部分：ステップＳ２Ｂと称する）の詳細を示すフローチャートである。図１、図７を参照して、ＥＣＵ２００は、指令エンジン動作点をステップＳ６０〜Ｓ６７に示す加速感演出制御によって設定する。本実施の形態において、加速感演出制御とは、有段変速機と同様の加速感をユーザに与えるために、車速上昇および加速要求があった時点からの時間経過の少なくとも一方に伴ってエンジン回転速度ＮＥを増加させる処理である。

具体的には、ステップＳ６０にて、ＥＣＵ２００は、今回のサイクルが加速感演出制御の初回であるのか否かを判定する。たとえば、ＥＣＵ２００は、前回サイクルの制御アクセル開度Ａがしきい値未満である場合に、今回のサイクルが加速感演出制御の初回であると判定する。

今回のサイクルが加速感演出制御の初回である場合（ステップＳ６０にてＹＥＳ）、ＥＣＵ２００は、ステップＳ６１にて、エンジン回転速度の初期値ＮＥｉｎｉを算出する。初期値ＮＥｉｎｉは、図５のステップＳ５０で説明した最適燃費回転速度ＮＥｅｆよりも低い値に算出される。なお、初期値ＮＥｉｎｉの算出手法については後に詳述する。続くステップＳ６２にて、ＥＣＵ２００は、初期値ＮＥｉｎｉを加速感演出制御実行時の指令エンジン回転速度ＮＥａｃに設定する。

一方、今回のサイクルが加速感演出制御の２回目以降である場合（ステップＳ６０にてＮＯ）、ＥＣＵ２００は、ステップＳ６３にて、前回サイクルから今回サイクルまでの車速上昇量ΔＶおよび経過時間（すなわち演算周期）ΔＴに基づいて、エンジン回転速度の増加率（経過時間ΔＴにおけるエンジン回転速度の増加量）ΔＮＥを算出する。なお、増加率ΔＮＥの算出手法については後に詳述する。

そして、ＥＣＵ２００は、ステップＳ６４にて、次式（ａ）に示すように、ステップＳ６３で算出された増加率ΔＮＥを前回サイクルの指令エンジン回転速度ＮＥａｃに加えた値を、今回サイクルの指令エンジン回転速度ＮＥａｃとして算出する。

ＮＥａｃ＝前回ＮＥａｃ＋ΔＮＥ …（ａ）
したがって、加速感演出制御中においては、指令エンジン回転速度ＮＥａｃが増加率ΔＮＥで徐々に増加される。これにより、ユーザに加速感を与えることができる。

ステップＳ６２あるいはステップＳ６４にて指令エンジン回転速度ＮＥａｃが算出された後、ＥＣＵ２００は、ステップＳ６５にて、エンジン回転速度の下限値ＮＥｍｉｎおよび上限値ＮＥｍａｘを算出する。下限値ＮＥｍｉｎおよび上限値ＮＥｍａｘは、第１モータ２０や動力分割装置４０の過回転を防止したりバッテリ７０の過充電および過放電を防止したりするために、エンジン回転速度ＮＥの変動範囲を制限するための値である。

ステップＳ６６にて、ＥＣＵ２００は、ステップＳ６５で算出された下限値ＮＥｍｉｎおよび上限値ＮＥｍａｘを用いて、ステップＳ６２あるいはステップＳ６４にて算出された指令エンジン回転速度ＮＥａｃを制限する処理（以下「上下限ガード処理」ともいう）を行なう。上下限ガード処理においては、指令エンジン回転速度ＮＥａｃが下限値ＮＥｍｉｎを下回る場合には指令エンジン回転速度ＮＥａｃは下限値ＮＥｍｉｎに更新される。指令エンジン回転速度ＮＥａｃが上限値ＮＥｍａｘを超える場合には指令エンジン回転速度ＮＥａｃは上限値ＮＥｍａｘに更新される。指令エンジン回転速度ＮＥａｃが下限値ＮＥｍｉｎと上限値ＮＥｍａｘとの間の値である場合には指令エンジン回転速度ＮＥｃｏｍはそのまま維持される。

ステップＳ６７にて、ＥＣＵ２００は、上下限ガード処理後の指令エンジン回転速度ＮＥａｃと燃費ラインとを用いて、指令エンジントルクＴＥａｃを算出する。

そして、ステップＳ６８において、制御は図３のフローチャートに戻され、ステップＳ４の処理が行なわれる。

図８は、加速感演出制御による指令エンジン回転速度ＮＥａｃおよび指令エンジントルクＴＥａｃの設定手法を模式的に示す図である。

加速感演出制御の初回においては、指令エンジン回転速度ＮＥａｃが最適燃費回転速度ＮＥｅｆよりも低い初期値ＮＥｉｎｉに設定され、燃費ラインを用いて初期値ＮＥｉｎｉに対応する指令エンジントルクＴＥａｃが算出される。したがって、加速感演出制御の初回におけるエンジンパワーＰＥは、エンジン要求パワーＰＥｒｅｑよりも小さい値となる。

加速感演出制御の２回目以降においては、指令エンジン回転速度ＮＥａｃが増加率ΔＮＥで増加され、増加後の指令エンジン回転速度ＮＥａｃと燃費ラインとで指令エンジントルクＴＥａｃが決められる。そのため、エンジンパワーＰＥも徐々に増加していく。

そして、指令エンジン回転速度ＮＥａｃが最適燃費回転速度ＮＥｅｆに達すると、エンジンパワーＰＥがエンジン要求パワーＰＥｒｅｑに一致する。

その後、指令エンジン回転速度ＮＥａｃがさらに増加して最適燃費回転速度ＮＥｅｆよりも高くなると、エンジンパワーＰＥはエンジン要求パワーＰＥｒｅｑよりも大きい値となる。

このように、加速感演出制御を行なうことによって、エンジンパワーＰＥは、エンジン要求パワーＰＥｒｅｑに対して過不足が生じる場合がある。なお、この過不足分は後述する図１４のステップＳ７０の処理で第２モータ３０の出力によって補正されるため、ユーザが要求する車両駆動力が実現される。

図３のステップＳ２において、エンジン回転速度指令値候補ＮＥｅｆ，ＮＥａｃが算出されると、ステップＳ３においていずれか一方の指令値候補に指令値が決定される。

図９は、ステップＳ３の処理の一部（加速感演出制御が実行中）を説明するためのフローチャートである。図１、図９を参照して、ステップＳ１０１において、加速感演出制御実行中フラグＦがＯＮ状態であるか否かが判断される。加速感演出制御実行中フラグＦは、ＥＣＵ２００の内部で記憶されている制御フラグの一つであり、加速感演出制御実行中においてＦ＝ＯＮに設定され、加速感演出制御非実行中にＦ＝ＯＦＦに設定される。

ステップＳ１０１において、Ｆ＝ＯＦＦである場合には、ステップＳ１０８に処理が進められ、Ｆ＝ＯＮである場合には、ステップＳ１０２に処理が進められる。ステップＳ１０２においては、制御アクセル開度Ａが加速感演出制御を実行するための判定しきい値との比較が行なわれる。ステップＳ１０２においてＡ＜しきい値が成立しない場合には、加速感演出制御実行中の状態が維持されるので、ステップＳ１０８に処理が進められる。一方、Ａ＜しきい値が成立した場合には加速感演出制御から最適燃費制御に移行する可能性があるので、ステップＳ１０３に処理が進められる。

ステップＳ１０３では、エコスイッチ２０１がオン状態である、またはパワースイッチ２０２がオフ状態であるか否かが判断される。

図１０は、モード切替スイッチの操作によって、制御アクセル開度がしきい値を超えて変化し、加速感演出制御が解除される状態を説明するための図である。図１０を参照して、横軸にはユーザアクセル開度Ａｕが、縦軸には制御アクセル開度Ａが示される。ユーザアクセル開度Ａｕは、アクセル開度センサ２０３がユーザのアクセルペダルの操作を検出したものである。これに対し、制御アクセル開度Ａは、ＥＣＵ２００が車両パワーの算出に用いるパラメータである。制御アクセル開度Ａは、通常モードではＮＯＲＭで示される破線の特性に設定され、エコモードではＥＣＯで示される実線の特性に設定され、パワーモードではＰＯＷＥＲで示される実線の特性に設定される。

ここで、図中矢印で示されるように、エコスイッチ２０１によってエコモードに設定されることによって、または、パワースイッチ２０２によってパワーモードが解除されることによって、制御アクセル開度Ａがしきい値の上から下に変化することがある。

図１１は、エコスイッチによってエコモードに設定された場合のエンジン回転速度の変化を説明するための波形図である。図１２は、パワースイッチによってパワーモードが設定解除された場合のエンジン回転速度の変化を説明するための波形図である。

図１１および図１２の時刻ｔ１２、ｔ２２に示されるように、制御アクセル開度Ａがしきい値を跨いで変化したことに応じて直ちに加速感演出制御を解除し最適燃費制御に移行したのでは、エンジン回転速度が急に増加することになる。ユーザは、エコモードに設定したり、パワーモードを解除したりした場合には、エンジン回転速度が上昇すると違和感を覚える。そこで、本実施の形態では、図９のステップＳ１０２でＡ＞しきい値が成立しても、直ちには、加速感演出制御実行中フラグＦをＯＦＦに設定しない。

再び図９を参照して、ステップＳ１０３において、ＥＣＯスイッチ＝ＯＮまたはＰＯＷＥＲスイッチ＝ＯＦＦの状態であった場合には、ステップＳ１０４に処理が進められる。ステップＳ１０４では、加速感演出制御から最適燃費制御に移行すると、エンジン回転速度が上昇するか否かが判断される。具体的には、図３のステップＳ２で算出されたエンジン回転速度指令値候補ＮＥｅｆ，ＮＥａｃの間にＮＥｅｆ＞ＮＥａｃが成立するか否かが判断される。

ステップＳ１０４において、ＮＥｅｆ＞ＮＥａｃが成立する間は、ステップＳ１０５に処理が進められ、エンジン回転速度指令値ＮＥｃｏｍとして、ＮＥａｃが選択される。

一方、ステップＳ１０４において、ＮＥｅｆ＞ＮＥａｃが成立しない場合、つまり、ＮＥａｃがＮＥｅｆに到達した場合には、ステップＳ１０６に処理が進められ、エンジン回転速度指令値ＮＥｃｏｍとして、ＮＥｅｆが選択される。

そして、ステップＳ１０７において加速感演出制御実行中フラグＦがＯＦＦに設定される。

以上のように制御することによって、図１１および図１２に示されるように、エンジン回転速度指令値ＮＥｃｏｍは、検討例のＮＥｃｏｍｒｅｆのように時刻ｔ１２，ｔ２２において急上昇することはなくなる。したがって、エコスイッチ２０１やパワースイッチ２０２が操作されることによって、制御アクセル開度Ａがしきい値を跨ぐように変化したとしても、ユーザに違和感を与えることなく、加速感演出制御から最適燃費制御に移行を行なうことができる。

図１３は、ステップＳ３の処理の他の一部（加速感演出制御が非実行中）を説明するためのフローチャートである。図１、図１３を参照して、ステップＳ１２１において、加速感演出制御実行中フラグＦがＯＦＦ状態であるか否かが判断される。

ステップＳ１２１において、Ｆ＝ＯＮである場合には、ステップＳ１２８に処理が進められ、Ｆ＝ＯＦＦである場合には、ステップＳ１２２に処理が進められる。ステップＳ１２２においては、制御アクセル開度Ａが加速感演出制御を実行するための判定しきい値との比較が行なわれる。ステップＳ１２２において、Ａ＞しきい値が成立しない場合には、加速感演出制御非実行中の状態が維持されるので、ステップＳ１２８に処理が進められる。一方、Ａ＞しきい値が成立した場合には最適燃費制御から加速感演出制御に移行する可能性があるので、ステップＳ１２３に処理が進められる。

ステップＳ１２３では、パワースイッチ２０２がオン状態であるか否かが判断される。
図１４は、モード切替スイッチの操作によって、制御アクセル開度がしきい値を超えて変化し、加速感演出制御が実行される状態を説明するための図である。図１４を参照して、横軸にはユーザアクセル開度Ａｕが、縦軸には制御アクセル開度Ａが示される。制御アクセル開度Ａは、通常モードではＮＯＲＭで示される破線の特性に設定され、パワーモードではＰＯＷＥＲで示される実線の特性に設定される。

ここで、図中矢印で示されるように、パワースイッチ２０２によってパワーモードに設定されることによって、制御アクセル開度Ａがしきい値の下から上に変化することがある。

図１５は、パワースイッチによってパワーモードに設定された場合のエンジン回転速度の変化を説明するための波形図である。

図１５の時刻ｔ３２に示されるように、制御アクセル開度Ａがしきい値を跨いで変化したことに応じて直ちに最適燃費制御から加速感演出制御に移行したのでは、エンジン回転速度が急に低下することになる。ユーザは、パワーモードに設定した場合には、エンジン回転速度が低下すると違和感を覚える。そこで、本実施の形態では、図１３のステップＳ１２２でＡ＜しきい値が成立しても、直ちには、加速感演出制御実行中フラグＦをＯＮに設定しない。

再び図１３を参照して、ステップＳ１２３において、ＰＯＷＥＲスイッチ＝ＯＮの状態であった場合には、ステップＳ１２４に処理が進められる。ステップＳ１２４では、最適燃費制御から加速感演出制御に移行すると、エンジン回転速度が低下するか否かが判断される。具体的には、図３のステップＳ２で算出されたエンジン回転速度指令値候補ＮＥｅｆ，ＮＥａｃの間にＮＥｅｆ＞ＮＥａｃが成立するか否かが判断される。

ステップＳ１２４において、ＮＥｅｆ＞ＮＥａｃが成立する間は、ステップＳ１２５に処理が進められ、エンジン回転速度指令値ＮＥｃｏｍとして、ＮＥｅｆが選択される。

一方、ステップＳ１２４において、ＮＥｅｆ＞ＮＥａｃが成立しない場合、つまり、ＮＥａｃがＮＥｅｆに到達した場合には、ステップＳ１２６に処理が進められ、エンジン回転速度指令値ＮＥｃｏｍとして、ＮＥａｃが選択される。

そして、ステップＳ１２７において加速感演出制御実行中フラグＦがＯＮに設定される。

以上のように制御することによって、図１５に示されるように、エンジン回転速度指令値ＮＥｃｏｍは、検討例のＮＥｃｏｍｒｅｆのように時刻ｔ３２において急下降することはなくなる。したがって、パワースイッチ２０２が操作されることによって、制御アクセル開度Ａがしきい値を跨ぐように変化したとしても、ユーザに違和感を与えることなく、最適燃費制御から加速感演出制御に移行を行なうことができる。

以上のように、図３のステップＳ３の処理によって指令エンジン動作点が設定されると、ＥＣＵ２００は、ステップＳ４においてモータ制御指令値を算出する処理を実行する。

図１６は、図３のステップＳ４の処理の詳細を示すフローチャートである。最適燃費制御中には、エンジンパワーＰＥはエンジン要求パワーＰＥｒｅｑとなる（図８参照）。一方、加速感演出制御中には、エンジンパワーＰＥはエンジン要求パワーＰＥｒｅｑに対して過不足が生じる場合がある（図８参照）。図１６のステップＳ７０の処理では、この過不足分を第２モータの出力（力行パワーあるいは回生パワー）で補正するように、第２モータ指令トルクＴＭ２ｃｏｍが算出される。

続くステップＳ７１にて、ＥＣＵ２００は、ＭＧ１，ＭＧ２温度がしきい温度を超えているか否かを判定する。この処理は、第１モータ２０および第２モータ３０の過熱を防止するために、負荷率を制限する処理である。ステップＳ７１では、必要に応じて、ＴＭ１ｃｏｍ，ＴＭ２ｃｏｍが制限される。その後、ＥＣＵ２００は、処理をステップＳ８０に進める。

ステップＳ８０にて、ＥＣＵ２００は、エンジン１０が指令エンジン回転速度ＮＥｃｏｍ、指令エンジントルクＴＥｃｏｍからなる動作点で運転されるようにエンジン１０の吸入空気量、燃料噴射量、点火時期、吸気バルブの開閉タイミングなどを制御する。また、ＥＣＵ２００は、第１モータ２０が第１モータ指令トルクＴＭ１ｃｏｍを出力し、第２モータ３０が第２モータ指令トルクＴＭ２ｃｏｍを出力するように、ＰＣＵ６０を制御する。

以上説明したように、本実施の形態に示したように制御を行なえば、加速感演出制御における指令エンジン回転速度と最適燃費制御における指令エンジン回転速度とが乖離している場合には、エンジン回転速度の変化を抑制することによって、ドライバに違和感を与えることを避けられる。

なお、本実施の形態では、加速感演出制御から最適燃費制御に移行するとエンジン回転速度が急上昇するのを抑制する処理（図９のフローチャートの処理）と、最適燃費制御から加速感演出制御に移行するとエンジン回転速度が低下するのを抑制する処理（図１３のフローチャートの処理）を両方実行する例を示したが、これらの処理はいずれか一方のみを適用してもよい。

最後に、本実施の形態について再び図１等を参照して総括する。本実施の形態に係る車両１は、エンジン１０とモータ３０との少なくともいずれかの動力を用いて走行可能な車両であって、エンジン１０と駆動輪８０との間に設けられた無段変速装置（第１モータ２０、動力分割装置４０によって実現される）と、エンジン１０、モータ３０および無段変速装置を制御する制御装置２００とを備える。制御装置２００は、ドライバのアクセル開度Ａｕと制御アクセル開度Ａとの対応関係が異なる複数の動作モード（図１０：エコモード、ノーマルモード、パワーモード）のいずれかをドライバの要求に応じて選択する。制御装置２００は、制御アクセル開度Ａがしきい値を超えた場合に、車速上昇および加速要求があった時点（図２のｔ１）からの時間経過の少なくとも一方に伴ってエンジンの回転速度を増加させる回転数上昇制御を行なう。制御装置２００は、動作モードが変更されたことに応じて制御アクセル開度Ａがしきい値を跨ぐように変化した場合には、動作モードの変更によるエンジンの回転速度の変化を抑制するようにエンジン１００を制御する。

好ましくは、制御装置２００は、制御アクセル開度Ａがしきい値を超えない場合に、回転数上昇制御よりも燃費の改善を重視した燃費優先エンジン制御を実行する。制御装置は、動作モードが変更されたことに応じて制御アクセル開度Ａがしきい値を跨ぐように変化した場合には、回転数上昇制御と燃費優先エンジン制御との間の制御の切替を保留し、回転数上昇制御によって決定されるエンジン回転速度と燃費優先エンジン制御によって決定されるエンジン回転速度とが一致した場合（図１１、ｔ１３；図１２、ｔ２３；図１５、ｔ３３）に制御の切替を実行する。

より好ましくは、複数の動作モードは、燃費を優先するモードを含む。制御装置は、回転数上昇制御実行中のエンジン回転速度が燃費優先エンジン制御によって決定されるエンジン回転速度よりも小さい状態で、動作モードが燃費を優先するモードに変更されたことに応じて制御アクセル開度がしきい値を跨ぐように変化した場合には、エンジンの回転速度の指令値として回転数上昇制御によって決定されるエンジン回転速度を選択する（図１１、ｔ１２〜ｔ１３；図１２、ｔ２２〜ｔ２３）。

より好ましくは、複数の動作モードは、燃費を優先するモードを含み、制御装置は、燃費優先エンジン制御を実行中のエンジン回転速度が回転数上昇制御によって決定されるエンジン回転速度よりも大きい状態で、燃費を優先するモードが解除されたことに応じて制御アクセル開度がしきい値を跨ぐように変化した場合には、エンジンの回転速度の指令値として燃費優先エンジン制御によって決定されるエンジン回転速度を選択する（図１５、ｔ３２〜ｔ３３）。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１車両、３車速センサ、１０エンジン、１６駆動軸、２０第１モータ、３０第２モータ、４０動力分割装置、５８減速機、７０バッテリ、８０駆動輪、２０１エコスイッチ、２０２パワースイッチ、２０３アクセル開度センサ。

Claims

エンジンとモータとの少なくともいずれかの動力を用いて走行可能な車両であって、
前記エンジンと駆動輪との間に設けられた無段変速装置と、
前記エンジン、前記モータおよび前記無段変速装置を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、ドライバのアクセル開度と制御アクセル開度との対応関係が異なる複数の動作モードのいずれかをドライバの要求に応じて選択し、
前記制御装置は、前記制御アクセル開度がしきい値を超えた場合に、車速上昇および加速要求があった時点からの時間経過の少なくとも一方に伴って前記エンジンの回転速度を増加させる回転数上昇制御を行ない、
前記制御装置は、前記動作モードが変更されたことに応じて前記制御アクセル開度が前記しきい値を跨ぐように変化した場合には、前記動作モードの変更による前記エンジンの回転速度の変化を抑制するように前記エンジンを制御する、車両。
前記制御装置は、前記制御アクセル開度がしきい値を超えない場合に、前記回転数上昇制御よりも燃費の改善を重視した燃費優先エンジン制御を実行し、
前記制御装置は、前記動作モードが変更されたことに応じて前記制御アクセル開度が前記しきい値を跨ぐように変化した場合には、前記回転数上昇制御と前記燃費優先エンジン制御との間の制御の切替を保留し、前記回転数上昇制御によって決定されるエンジン回転速度と前記燃費優先エンジン制御によって決定されるエンジン回転速度とが一致した場合に前記制御の切替を実行する、請求項１に記載の車両。
前記複数の動作モードは、燃費を優先するモードを含み、
前記制御装置は、前記回転数上昇制御実行中のエンジン回転速度が前記燃費優先エンジン制御によって決定されるエンジン回転速度よりも小さい状態で、前記動作モードが前記燃費を優先するモードに変更されたことに応じて前記制御アクセル開度が前記しきい値を跨ぐように変化した場合には、前記エンジンの回転速度の指令値として前記回転数上昇制御によって決定されるエンジン回転速度を選択する、請求項２に記載の車両。
前記複数の動作モードは、燃費を優先するモードを含み、
前記制御装置は、前記燃費優先エンジン制御を実行中のエンジン回転速度が前記回転数上昇制御によって決定されるエンジン回転速度よりも大きい状態で、前記燃費を優先するモードが解除されたことに応じて前記制御アクセル開度が前記しきい値を跨ぐように変化した場合には、前記エンジンの回転速度の指令値として前記燃費優先エンジン制御によって決定されるエンジン回転速度を選択する、請求項２に記載の車両。